Χημεία θετικής κατεύθυνσης Β ΛΥΚΕΊΟΥ Θέμα 1 ο πολλαπλής επιλογής 1. ε ποιο από τα υδατικά δ/τα : Δ1 - MgI 2 1 M, Δ2 С 6 H 12 O 6 1 M, Δ3 С 12 H 22 O 11 1 M, Δ4 - ΗI 1 M,που βρίσκονται σε επαφή με καθαρό νερό μέσω μεμβράνης από κυτταρίνη, πρέπει να ασκήσουμε μεγαλύτερη εξωτερική πίεση,ώστε να αυξηθεί ο όγκος του νερού? a. Δ1 b. Δ2 c. Δ3 d. Δ4 2. η σταθερά της ταχύτητας μιας αντίδρασης είναι k = 0, 3 mol L -1 s -1, η αντίδραση είναι : a. 3 ης τάξης b. Μηδενικής τάξης c. 2 ης τάξης d. 1 ης τάξης 3. σε δοχείο σταθερού όγκου εισάγεται ορισμένη ποσότητα PCl 5 οπότε αποκαθίσταται η ισορροπία : PCl 5 (g) PCl 3(g) + Cl 2(g), ΔΗ > 0. Για να αυξηθεί η απόδοση της αντίδρασης και ταυτόχρονα ο χρόνος αποκατάστασης της ισορροπίας πρέπει : a. Να προστεθεί ποσότητα PCl 5 b. Να ελαττωθεί ο όγκος του δοχείου c. Να αυξηθεί η θερμοκρασία d. Να απομακρυνθεί ποσότητα Cl 2 4. Η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης : αα (g) + ββ (g) γγ (g), είναι καθαρός αριθμός, όταν : a. α+β = γ b. α-β = γ c. α+β > γ Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 1
d. α+β < γ 5. η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης : Η 2(g) + I 2(g) 2HI (g), στους 300Κ είναι Kc = 10. ε κάποια χρονική στγμή σε δοχείο υπάρχουν 0,01 mol H 2-0,01 mol Ι 2 και 0,1 mol ΗΙ. Μετά την αποκατάσταση της ισορροπίας, η ποσότητα του Η 2 μπορεί να είναι ίση με : a. 0,10 mol b. 0,20 mol c. 0,02 mol d. 0,005 mol ( 25μονάδες ) Θέμα 2 ο Α. έστω η απλή αντίδραση : С (s) + O 2(g) CO 2(g), ΔΗ < 0. 1. Ποια είναι η τάξη της αντίδρασης? 2. Πως μεταβάλλεται η ταχύτητα όταν και πως η απόδοση : a) Διπλασιάσουμε την συγκέντρωση του οξυγόνου b) Σριπλασιάσουμε τον όγκο του δοχείου ( Σ = ΣΑΘΕΡΗ ) c) Ελαττώσουμε την θερμοκρασία, κρατώντας τον όγκο σταθερό d) Αυξήσουμε τον βαθμό κατάτμησης στον άνθρακα e) Προσθέσουμε Νe (ευγενές αέριο ) κρατώντας την ολική πίεση και την θερμοκρασία σταθερές. (10 μον.) Β. I ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις είναι μεταθετικές? 1. 2HNO 3 + SO 2 2NO 2 + H 2 SO 4 2. SO 2 + NaHCO 3 NaHSO 3 + CO 2 3. 4FeCl 2 + SO 2 + 4HCl 4FeCl 3 + S + 2H 2 O 4. SO 2 + O 2 2SO 3 5. CaO + SO 2 CaSO 3 6. SO 2 + 2H 2 S 3S + 2H 2 O Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 2
7. SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 8. 2Mg + SO 2 2MgO + S ΙΙ. ε ποιες από τις αντιδράσεις το SO 2 δρα ως οξειδωτικό? ( 5 μον.) ( 5 μον.) Γ.Να διατυπώσετε τον νόμο του Dalton και να γράψεις την μαθητική του έκφραση. ( 5 μον.) Θέμα 3 ο Αέριο μίγμα Сl 2 - I 2 όγκου 44,8L ( STP ), αντιδρά πλήρως με Η 2, οπότε σχηματίζεται μίγμα ΗСl HI, ενώ εκλύεται θερμότητα 84 KJ. a) να υπολογίσεις την σύσταση του μίγματος σε mol. ( 6 μον.) b) το μίγμα των οξέων που παράγεται διαλύεται στο νερό, και το δ/μα εξουδετερώνεται με ΚΟΗ 0,5 Μ. να υπολογίσεις : i) τον όγκο του δ/τος ΚΟΗ που απαιτείται ii) την ποσότητα του νερού που θα μπορούσε να θερμανθεί σε ιδανικό θερμιδόμετρου τύπου βόμβας, κατά 10 0 С, από την θερμότητα που εκλύεται από την εξουδετέρωση του παραπάνω μίγματος. Δίνονται οι ενθαλπίες σχηματισμού ΔΗ F ΗСl = - 90 kj/mol, HI = 25 kj/mol, ΔΗ C = - 57 KJ, C H2O = 4,2 J/g K ( 7 μον.) c) να συμπληρώσεις τις αντιδράσεις : HCl +. HNO3 ( αραιό ). +.. + Η2Ο Hl +. HNO3 ( πυκνό ). +.. + Η2Ο ( 4 μον.) d) το παραπάνω μίγμα ΗСl HI, θα μπορούσε να αποχρωματίσει 200ml δ/τος υπερμαγγανικού καλίου 1Μ? ( 8 μον.) Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 3
Θέμα 4 ο Ισομοριακό μίγμα SO 2 & NO 2 έχει όγκο 44,8 L ( STP ). Σο μίγμα αυτό διαβιβάζεται σε δοχείο σταθερού όγκου 5 L, στους θ 0 С, οπότε μετά την πάροδο 100s, αποκαθίσταται η ισορροπία : SO 2(g) + NO 2(g) SO 3(g) + NO (g) Για την οποία η σταθερά ισορροπίας είναι Κс = 9. a ) να υπολογίσεις την σύσταση του αέριου μίγματος μετά την αποκατάσταση της ισορροπίας. ( 8 μονάδες ) b ) να υπολογίσεις την μέση ταχύτητα της αντίδρασης από την έναρξη μέχρι την αποκατάσταση ισορροπίας ( 5 μονάδες ) с ) να σχεδιάσεις την καμπύλη της αντίδρασης για τα SO 2 & SO 3 ( 5 μονάδες ) d ) το αέριο μίγμα ισορροπίας θερμαίνεται στους 500Κ. την νέα θέση ισορροπίας η μερική πίεση του SO 2 είναι 3,28 atm. Να υπολογίσεις εξετάσεις αν η αντίδραση είναι ενδόθερμη / εξώθερμη. ( 7 μονάδες ) Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 4
Χημεία θετικής κατεύθυνσης Β ΛΥΚΕΊΟΥ Θέμα 1 ο πολλαπλής επιλογής 1. ε ποιο από τα υδατικά δ/τα : Δ1 - MgI 2 1 M, Δ2 С 6 H 12 O 6 1 M, Δ3 С 12 H 22 O 11 1 M, Δ4 - ΗI 1 M,που βρίσκονται σε επαφή με καθαρό νερό μέσω μεμβράνης από κυτταρίνη, πρέπει να ασκήσουμε μεγαλύτερη εξωτερική πίεση,ώστε να αυξηθεί ο όγκος του νερού? a. Δ1 b. Δ2 c. Δ3 d. Δ4 2. η σταθερά της ταχύτητας μιας αντίδρασης είναι k = 0, 3 mol L -1 s -1, η αντίδραση είναι : a. 3 ης τάξης b. Μηδενικής τάξης c. 2 ης τάξης d. 1 ης τάξης 3. σε δοχείο σταθερού όγκου εισάγεται ορισμένη ποσότητα PCl 5 οπότε αποκαθίσταται η ισορροπία : PCl 5 (g) PCl 3(g) + Cl 2(g), ΔΗ > 0. Για να αυξηθεί η απόδοση της αντίδρασης και ταυτόχρονα ο χρόνος αποκατάστασης της ισορροπίας πρέπει : a. Να προστεθεί ποσότητα PCl 5 b. Να ελαττωθεί ο όγκος του δοχείου c. Να αυξηθεί η θερμοκρασία d. Να απομακρυνθεί ποσότητα Cl 2 4. Η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης : αα (g) + ββ (g) γγ (g), είναι καθαρός αριθμός, όταν : a. α+β = γ Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 1
b. α-β = γ c. α+β > γ d. α+β < γ 5. η σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης : Η 2(g) + I 2(g) 2HI (g), στους 300Κ είναι Kc = 10. ε κάποια χρονική στγμή σε δοχείο υπάρχουν 0,01 mol H 2-0,01 mol Ι 2 και 0,1 mol ΗΙ. Μετά την αποκατάσταση της ισορροπίας, η ποσότητα του Η 2 μπορεί να είναι ίση με : a. 0,10 mol b. 0,20 mol c. 0,02 mol d. 0,005 mol ( 25μονάδες ) Θέμα 2 ο Α. έστω η απλή αντίδραση : С (s) + O 2(g) CO 2(g), ΔΗ < 0. 1. Ποια είναι η τάξη της αντίδρασης? 2. Πως μεταβάλλεται η ταχύτητα όταν και πως η απόδοση : a) Διπλασιάσουμε την συγκέντρωση του οξυγόνου b) Σριπλασιάσουμε τον όγκο του δοχείου ( Σ = ΣΑΘΕΡΗ ) c) Ελαττώσουμε την θερμοκρασία, κρατώντας τον όγκο σταθερό d) Αυξήσουμε τον βαθμό κατάτμησης στον άνθρακα e) Προσθέσουμε Νe (ευγενές αέριο ) κρατώντας την ολική πίεση και την θερμοκρασία σταθερές. (10 μον.) 1.Αφού η αντίδραση είναι απλή υ = k[ο2] 2. για την ταχύτητα a) διπλασιάζω [Ο2], βάση νόμου ταχύτητας διπλασιάζεται και η ταχύτητα. b) Η [Ο2] υποτριπλασιάζεται, άρα υποτριπλασιάζεται και η ταχύτητα. c) Ελαττώνεται ο ρυθμός των αποτελεσματικών κρούσεων,άρα και η ταχύτητα. d) Αυξάνεται η ταχυτητα e) Το ευγενές αέριο προκαλεί αύξηση στον όγκο του δοχείου, συνεπώς μειώνει την [Ο2], άρα και την ταχύτητα. Για την απόδοση ( επηρεάζεται βάση της αρχής του Le Chatelier - μετατόπιση θέσης χημικής ισορροπίας ) Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 2
a) Μετατόπιση της ισορροπίας προς τα δεξιά, άρα αύξηση της απόδοσης b) Αφού μειώνεται η συγκέντρωση των αντιδρώντων, η ισορροπία μετατοπίζεται αριστερά, μείωση της απόδοσης. c) Ως εξώθερμη με μείωση της θερμοκρασίας, ευνοείται, άρα αύξηση της απόδοσης. d) Η απόδοση δεν επηρεάζεται. e) Με αύξηση του όγκου, η ισορροπία μετατοπίζεται εκεί όπου πραγματοποιείται αύξηση των mol αερίων, άρα αριστερά, συνεπώς η απόδοση μειώνεται. Β. I ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις είναι μεταθετικές? Μεταθετικές είναι οι αντιδράσεις όπου ΔΕΝ παρατηρείται μεταβολή στους αριθμούς οξείδωσης των ατόμων των στοιχείων. 1. 2HNO 3 + SO 2 2NO 2 + H 2 SO 4 2. SO2 + NaHCO3 NaHSO3 + CO2 3. 4FeCl 2 + SO 2 + 4HCl 4FeCl 3 + S + 2H 2 O 4. SO 2 + O 2 2SO 3 5. CaO + SO2 CaSO3 6. SO 2 + 2H 2 S 3S + 2H 2 O 7. SO2 + H2O H2SO3 8. 2Mg + SO 2 2MgO + S ( 5 μον.) ΙΙ. ε ποιες από τις αντιδράσεις το SO 2 δρα ως οξειδωτικό? Οξειδωτικό μέσο είναι το αντιδρών που προκαλεί την οξείδωση, δηλ το ίδιο ανάγεται ( μειώνεται ο αριθμός οξείδωσης του ) είναι λοιπόν οι αντιδράσεις : 3, 6, 8 ( 5 μον.) Γ.Να διατυπώσετε τον νόμο του Dalton και να γράψεις την μαθητική του έκφραση. Ο νόμος μερικών πιέσεων του Dalton αναφέρεται σε αέριο μίγμα αερίων που δεν αντιδρούν μεταξύ τους και εκφράζει τη σχέση ανάμεσα στην ολική πίεση του μίγματος και στις μερικές πιέσεις των συστατικών του μίγματος. Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 3
Η ολική πίεση Pολ μίγματος αερίων ( 1,2,,ν) σε ορισμένη θερμοκρασία Τα είναι ίση με το άθροισμα των μερικών πιέσεων ( Ρ1, Ρ2, Ρν ) των αερίων συστατικών του μίγματος. Ρολ = Ρ1 + Ρ2 + + Ρν ( 5 μον.) Θέμα 3 ο Αέριο μίγμα Сl 2 - I 2 όγκου 44,8L ( STP ), αντιδρά πλήρως με Η 2, οπότε σχηματίζεται μίγμα ΗСl HI, ενώ εκλύεται θερμότητα 84 KJ. a) να υπολογίσεις την σύσταση του μίγματος σε mol. ( 6 μον.) b) το μίγμα των οξέων που παράγεται διαλύεται στο νερό, και το δ/μα εξουδετερώνεται με ΚΟΗ 0,5 Μ. να υπολογίσεις : i) τον όγκο του δ/τος ΚΟΗ που απαιτείται ii) την ποσότητα του νερού που θα μπορούσε να θερμανθεί σε ιδανικό θερμιδόμετρου τύπου βόμβας, κατά 10 0 С, από την θερμότητα που εκλύεται από την εξουδετέρωση του παραπάνω μίγματος. Δίνονται οι ενθαλπίες σχηματισμού ΔΗ F ΗСl = - 90 kj/mol, HI = 25 kj/mol, ΔΗ C = - 57 KJ, C H2O = 4,2 J/g K ( 7 μον.) c) να συμπληρώσεις τις αντιδράσεις : HCl +. HNO3 ( αραιό ). +.. + Η2Ο Hl +. HNO3 ( πυκνό ). +.. + Η2Ο ( 4 μον.) d) το παραπάνω μίγμα ΗСl HI, θα μπορούσε να αποχρωματίσει 200ml δ/τος υπερμαγγανικού καλίου 1Μ? a) Μίγμα 44,8L ( STP ) n = = 2 mol μίγματος χ + y = 2 ( I ) ½ Cl2 + ½ H2 HCl, ΔΗ = - 90 kj / mol x mol 2x mol Q1 = 2 x 90 KJ εκλύεται ( 8 μον.) Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 4
½ l2 + ½ H2 Hl, ΔΗ = + 25 kj / mol y mol 2y mol Q2 = 2 y ( - 25 ) KJ ( απορροφάται ) Q1 + Q2 = 84 180x 50y = 84 ( II) ( I ), ( II ) λύση του συστήματος : x = 0,8 mol Cl2 και y = 1,2 mol I2 b) i ) HCl + ΚOH NaCl + H2O, - 57 Kj / mol 1,6 mol? 0,5V Hl + ΚOH Nal + H2O- 57, Kj / mol 2, 4 mol? 0,5V Από στοιχειομετρία των αντιδράσεων εξουδετέρωσης : 1,6 = 0,5V ( από το υδροχλώριο ) V = 3,2 L 2,4 = 0,5V ( από το υδροχλώριο ) V = 4,8 L Συνεπώς απαιτούνται συνολικά 8 L δ/τος ΚΟΗ. ii) από την εξουδετέρωση του μίγματος εκλύονται : 1,6 57 + 2,4 57 = 228 kj Q = m C ΔΤ 228.000 = m 4,2 kj / g K 10 K m = 542, 9 g ΝΕΡΟ с ) 6HCl + 2HNO3 ( αραιό ) 3Cl2 + 2NO + 4Η2Ο 2Hl + 2HNO3 ( πυκνό ) I2 + 2NO2 + 2Η2Ο d ) 16 HCl + 2 KMnO4 2 MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8 H2O 1,6 mol? a 16 HI + 2 KMnO4-2KI + 2MnI2 + 5I2 + 8H2O 2,4 mol? b Βάση της στοιχειομετρίας των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής a = 0,2 mol b = 0,3 mol συνολικά απαιτούνται 0,5 mol KMnO4 εμείς διαθέτουμε 0,2 mol ( n = CV) Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 5
άρα αποχρωματισμός θα γίνει ( τα mol του KMnO4 είναι λιγότερα από αυτά που απαιτούνται και ουσιαστικά ο αποχρωματισμός πραγματοποιείται από την μετατροπή Mn +7 σε Μn +2, απλά δεν θα γίνουν πλήρως οι αντιδράσεις ) Θέμα 4 ο Ισομοριακό μίγμα SO 2 & NO 2 έχει όγκο 44,8 L ( STP ). Σο μίγμα αυτό διαβιβάζεται σε δοχείο σταθερού όγκου 5 L, στους θ 0 С, οπότε μετά την πάροδο 100s, αποκαθίσταται η ισορροπία : SO 2(g) + NO 2(g) SO 3(g) + NO (g) Για την οποία η σταθερά ισορροπίας είναι Κс = 9. a ) να υπολογίσεις την σύσταση του αέριου μίγματος μετά την αποκατάσταση της ισορροπίας. ( 8 μονάδες ) b ) να υπολογίσεις την μέση ταχύτητα της αντίδρασης από την έναρξη μέχρι την αποκατάσταση ισορροπίας ( 5 μονάδες ) с ) να σχεδιάσεις την καμπύλη της αντίδρασης για τα SO 2 & SO 3 ( 5 μονάδες ) d ) το αέριο μίγμα ισορροπίας θερμαίνεται στους 500Κ. την νέα θέση ισορροπίας η μερική πίεση του SO 2 είναι 3,28 atm. Να υπολογίσεις εξετάσεις αν η αντίδραση είναι ενδόθερμη / εξώθερμη. ( 7 μονάδες ) a) 44,8 L ( STP ) = 2 mol ισομοριακό μίγμα 1 mol SO2 & 1 mol NO2 mol SO2 + NO2 SO3 + NO Αρχικά 1 1 - - Αντ. / παρ. -χ - χ + χ + χ Κ.Ι. 1 1 χ 1 χ χ χ Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 6
Κс = 3 2 = X = 0,75 mol Στην Κ.Ι. υπάρχουν : [ SO2 ] = [ NO2 ] = = = 0,05 M [ SO3 ] = [ NO ] = = = 0,15 M b) = - = 1,5 10-3 Μ/s c) d) (M) 0,2 0,15 SO3 0,05 SO2 100 d ) P SO2 = 3,28 atm n = = 0,4 mol Άρα η αντίδραση έγινε με φορά προς τα αριστερά και αντέδρασαν 0,15 mol από κάθε αντιδρών. mol SO2 + NO2 SO3 + NO Αρχικά 0,25 0,25 0,75 0,75 Αντ. / παρ. +0,15 +0,15-0,15-0,15 Κ.Ι. 1 0,4 0,4 0,6 0,6 Κc2 =( ) 2 = 4 /9 Κс 9/4 > Kc1 Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 7
Mε αύξηση της θερμοκρασίας, παρατηρήθηκε μείωση της Κс, άρα η αντίδραση δεν ευνοείται, είναι εξώθερμη. Επιμέλεια θεμάτων : Μαρίνα Οικονόμου, χημικός Σελίδα 8